随着人类对海洋油气资源开发利用的深化，对海底管线的设计要求也不断提高，高温高压管线发生整体屈曲失效问题的严重性日益突显，已引起国内外科研人员与工程技术人员的广泛关注。在内压和温度等工作荷载的联合作用下，管线内部产生附加应力，由于管线受到地基土体的约束无法自由变形释放内力，随着管线长度的增加，其内部附加应力不断累积，最终导致管线出现整体屈曲，对于不埋或半埋的海底管线，水平向整体屈曲是其变形的主要形式。通常海底管线不是理想的平直状态，由于海床表面的不平整或是铺设时遇到岩石等原因，导致管线具有初始的弯曲变形，即初始缺陷。本文采用解析法研究了温压联合作用下，具有初始缺陷管线发生水平向整体屈曲的高阶模态，分析了整体屈曲的规律性。首先，根据海底管线整体屈曲变形的经典方法，应用小变形理论建立了单拱缺陷和反对称双拱缺陷管线发生高阶模态水平向整体屈曲的理论分析方法，求得相应的解析解；而后，结合工程实例，分析了初始缺陷的存在、初始缺陷的形态、幅值以及地基土体强度特性对管线水平向整体屈曲的影响，并对其屈曲特性进行了对比分析；最后，本文运用VC++开发了海底管线水平向整体屈曲的计算软件，可对理想管线和具有初始缺陷管线发生的四种不同模态水平向整体屈曲进行分析计算，并可绘出相应的管线整体屈曲形态以及温差、屈曲力、初始缺陷幅值间的曲线关系。建立了单拱缺陷和反对称双拱缺陷管线发生高阶模态水平向整体屈曲时，内压、温差、屈曲力与屈曲幅值和屈曲长度间的相关关系；获得了影响管线水平向整体屈曲各因素的规律性，即管土间摩擦系数越大，管线发生整体屈曲对应的安全温度越高，管线发生屈曲后，屈曲段的轴力越大；初始缺陷幅值越大，管线发生整体屈曲所需要的温差越低；四阶模态整体屈曲比三阶模态整体屈曲所对应的安全温度低，表明相同条件下管线更易发生四阶模态的整体屈曲；初始缺陷的存在明显降低了管线抵抗整体屈曲的能力。